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    公开号:WO1990008402A1
    申请号:PCT/JP1990/000017
    申请日:1990-01-10
    公开日:1990-07-26
    发明作者:Toshihiko Tanaka；Syuji Doi；Hiroshi Koezuka；Akira Tsumura；Hiroyuki Fuchigami
    申请人:Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha；Sumitomo Chemical Company, Limited；
    IPC主号:H01L51-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 電界効果型 ト ラ ン ジ ス タ 及びこ れを用 いた液晶表示装置 技術分野
    [0003] こ の発明は、 有機半導体を用 いた電界効果型 ト ラ ン ジ ス 夕 （以下、 F E T素子 と略称する ） 、 及びそれを駆動 素子 と して用 いた液晶表示装置に関する も のであ る。
    [0004] 背景技術
    [0005] 従来、 F E T素子と しては、 半導体層と して シ リ コ ン や GaA s単結晶を用いた も のが知 られてお り 、 実用 に供さ れてレ、る。 し力、 し、 こ れ らの素子においては、 用 い られ る材料が高価であ る ばか り か、 素子作成プロ セ スが大変 複雑であ る。 しか も、 素子を組み込むこ とのでき る面積 はウェハーの大き さで制限さ れる。 例えば、 大画面液晶 表示素子に用い られる ァ ク テ ィ ブ駆動素子を作製する場 合においては、 上記ウェハ一を用 いている 限 り 、 価格面 力、 ら も、 その面積か ら も著 しい制約がある。 こ の よ う な 制約のため、 現在では、 液晶表示素子において駆動素子 と して用 レ、 られる F E T素子 と しては、 ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン を用いた薄膜 ト ラ ン ジス タ が実用 に供さ れている， し力、 し、 アモルフ ァ ス シ リ コ ンを用 いた薄膜 ト ラ ン ジス 夕 も、 表示素子面積の増大化に伴い、 低価格で、 多 く の 素子を一平面上に、 しか も均一に作製する のが困難 とな り つつあ る。 こ の様な背景の下に、 最近では有機半導体 を用いて F E T素子を作製 し ょ う とする試みがな さ れて いる。 有機半導体の中で も ΤΓ 一共役系高分子を用いた も のが、 高分子材料の特徵である加工性に優れ大面積化が 容易な こ とか ら、 特に注目 されている （特開昭 62- 8 5224 号公報） 。
    [0006] π -共役系高分子 とは化学構造の骨格が共役二重結合 や三重結合からな ってお り 、 7Γ —電子軌道の重な り によ つ て形成される価電子帯と伝導帯お よびこ れを隔てる禁 制帯か らなるバン ド構造を有 している もの と考え られて いる。 禁制帯幅は材料によ っ て異なるが、 殆 どの 7Γ —共 役系高分子では 1 〜 4 e Vの範囲にある。 こ のために 7Γ — 共役系高分子は、 それ自身では絶縁体、 ま たはそれに近 ぃ電導度しか示さない。 しかし、 化学的方法， 電気化学 的方法， 物理的方法等によ っ て価電子帯か ら電子を引 き 去っ た り （酸化） 、 ま たは伝導帯に電子を注入 （還元） する こ と （以下、 ドー ピ ン グとい う ） に よ っ て、 電荷を 運ぶキ ヤ リ ヤー （担体） が生 じる もの と説明 されている その結果、 ドー ピ ン グの量を制御する こ とによ って、 電 導度は絶縁体領域から金属領域に至る幅広い範囲に渡つ て任意に変える こ とが可能である。 ドー ピ ン グが酸化反 応の と き に得られる 7Γ —共役系高分子は p 型、 還元反応 の場合には n 型になる。 こ れは無機半導体における不純 物添加に似ている。 こ のために 7Γ —共役系高分子を半導 体材料と して用いた、 色々 な半導体素子を作製する こ と ができ る。 π -共役系高分子を半導体 と して用 いた F Ε Τ素子 と しては、 ポ リ アセチ レ ン （ ジ ャ ーナル ォ ブ ア プラ イ イ ド フ イ ジ ク ス （ J. Appl. Phys. ) 54巻， 3255頁， 1983年） を用 いた も のが知 られている。 第 15図は、 従来 のポ リ ァセチ レ ンを用いた F E T素子の断面図であ る。 こ の図において、 1 は基板 とな る ガラ ス、 2 はゲー ト 電 極とな る ア ル ミ ニウ ム膜、 3 は絶縁膜 とな る ポ リ シロ キ サ ン膜、 4 は半導体層 と して働 く ポ リ アセチ レ ン膜、 5 お よ び 6 はそれぞれソ ー ス電極お よ び ド レ イ ン電極 と な る金膜であ る。
    [0007] こ のポ リ アセチ レ ンを半導体層に用 いた F E T素子の 動作について説明する。 ソ ー ス電極 5 と ド レ イ ン電極 6 の間に電圧をかける と、 ポ リ アセチ レ ン膜 4 を通 して ソ — ス電極 5 と ド レ イ ン電極 6 の間に電流が流れる。 こ の と き、 ガラ ス基板 1 上に設け られ、 かつ絶縁膜 3 に よ り ポ リ アセチ レ ン膜 4 と隔て られたゲー ト 電極 2 に電圧を 印加する と、 電界効果によ っ てポ リ アセチ レ ン膜 4 の電 導度を変え る こ とができ、 従っ て ソ ース ' ド レ イ ン間の 電流を制御する こ とができ る。 こ れは絶縁膜 3 に近接す る ポ リ アセチ レ ン膜 4 内の空乏層の幅がゲー ト 電極 2 に 印加する電圧に よ っ て変化 し、 実効的な正のキ ヤ リ ャ 一 か らな る チ ャ ネル断面積が変化する ため と考え られてい る。 し力、 し、 こ の F E T素子ではゲー ト 電圧に よ っ て変 える こ と のでき る ソ ース · ド レ イ ン間の電流は極めて小 さ レ、 o
    [0008] π —共役系高分子を半導体と して用いた F Ε Τ素子の 他の例と しては、 ポ リ （ Ν — メ チル ピロ ール） （ケ ミ ス ト リ ー レ 夕 一ズ （Chem. Lett. ) 863頁， 1986年） およ びポ リ チォフ ェ ン （アプラ イ ド フ イ ジ ク ス レ タ —ズ （Appl， Phys. Lett. ) 49巻， 1210頁， 1986年） を 適用 した も のが知 られている。 第 16図に、 ポ リ （ N — メ チル ピロ 一ル） またはポ リ チォフ ェ ンを半導体層 とする F E T素子の断面図を示す。 こ の図において、 3 は絶縁 膜となる酸化シ リ コ ン、 4 は半導体層と して働 く ポ リ ( N— メ チル ピロ 一ル） 膜ま たはポ リ チォフ ェ ン膜、 5 および 6 はそれぞれソ ース電極お よ び ド レイ ン電極とな る金膜、 1 は基板兼ゲー ト電極となる シ リ コ ン板、 2 は シ リ コ ン板 7 とォ一 ミ ッ ク接触を と る ための金属であ る。 ポ リ （ N — メ チル ピロ 一ル） を半導体層 と して用いた場 合には、 半導体層 4 を通して ソ ース電極 5 と ド レ イ ン電 極 6 の間を流れる電流 （電導度） をゲー ト電圧でわずか に制御でき る だけであ り 、 実用的価値はない。
    [0009] —方、 ポ リ チォフ ェ ンを半導体層に適用 した場合には、 半導体層 4 を通 して ソ ー ス電極 5 と ド レ イ ン電極 6 の間 を流れる電流 （電導度） をゲー ト電圧で、 100〜 1000倍 も変調する こ とができ る。 し力、 しながら、 従来はポ リ チ オフ ヱ ン を電解重合法によ っ て作製 している ために、 多 く の F E T素子を同時に、 しか も均一に作る場合には甚 だ問題が多い。
    [0010] こ の よ う に、 ポ リ ア セ チ レ ン並びに ポ リ （ N — メ チ ル ピロ ール） を半導体層に用いた F E T素子では、 ゲー ト 電圧に よ っ て変調でき る ソ ー ス · ド レ イ ン間電流は、 小 さすぎる。 更に、 ポ リ チォ フ ェ ン を半導体層 と して用い た F E T素子の場合には、 ゲー ト 電圧によ っ て変調でき る ソ ー ス · ド レ イ ン間電流は大き く 、 更に安定性に も優 れるが、 ポ リ チォ フ ェ ン膜を電解重合法に よ っ て直接素 子基板上に作製する手段で F E T素子を作製 してい る た めに、 素子作製プロ セス上、 多 く の F E T素子を大面積 基板上に同時に均一に作製する こ と は難 し く 、 製造上問 題 とな っ ていた。
    [0011] 発明の開示
    [0012] 本発明に係 る F E T素子は、 半導体層 と して働 く 7Γ — 共役系高分子膜を、 最初に溶剤可溶な ； Γ -共役系高分子 前駆体を用 いて 7Γ -共役系高分子前駆体膜を作製 し、 そ の後、 こ の前駆体高分子膜を 一共役系高分子膜に変え る こ と によ って作製する よ う に した も のであ る。
    [0013] ま た、 本発明に係る液晶表示装置は、 上記の よ う な F E T素子をァ ク テ ィ ブ駆動素子.と して用いた も のであ る。
    [0014] 本発明においては、 電解重合等の方法の よ う に直接 7Γ 一共役系高分子膜を作る 代わ り に、 溶剤可溶な 7Γ -共役 系高分子前駆体か ら 7 -共役系高分子前駆体膜を作製 し、 その後、 こ の前駆体高分子膜を 71 -共役系高分子膜に変 え、 こ の ττ —共役系高分子膜を半導体層 どして用いる こ とによ り 、 素子作製プロセスが著し く 容易 とな り 、 多 く の F E T素子を同時に大面積基板上に、 低価格で作る こ とができ る よ う になつ たばか り か、 作製した全ての F Ε Τ素子が安定に動作 し、 ゲー ト電圧によ っ て、 ソ ース ' ド レイ ン間電流を大き く 変調させる こ とができ る よ う に つ に ο
    [0015] ま た、 上記のよ う に作製 した F Ε Τ素子を液晶表示装 置の駆動素子と して用いる こ とによ り 、 大面積化が容易 であ り 、 優れた性能を有する低価格な液晶表示装置を得 る こ とができ る よ う にな っ た。
    [0016] 又 の発明に係る F Ε Τ素子は、 半導体層 と して働 く
    [0017] 7Γ -共役系高分子膜を、 最初に溶剤可溶な 7Γ -共役系高 分子前駆体用いて π 一共役系高分子前駆体の Langmuir - Blodgett (以下 L B と略す） 膜を作製し、 その後こ の前 駆体高分子の L B膜を 7Γ —共役系高分子の L B膜 （ こ の L B膜は、 有機薄膜であ るが、 広義に L B膜と い う ） に 変える こ とによ って作製する よ う に した ものであ る。
    [0018] また、 別の発明に係る液晶表示装置は、 上記のよ う な F E T素子をァ ク ティ ブ駆動素子と して用いた も のであ o
    [0019] これ らの別の発明で も、 上記の発明 と同様の効果があ り 、 素子作製プロ セスが著し く 容易 とな り 、 多 く の F E T素子を同時に大面積基板上に、 低価格で作る こ とがで き る よ う にな つ たばか り か、 作製 した全ての F E T素子 が安定に動作 し、 ゲー ト 電圧に よ っ て ソ 7 ス ' ド レ イ ン 間電流を大き く 変調させる こ とができ る よ う にな っ た。
    [0020] ま た、 上記の よ う に作製 した F E T素子を液晶表示装 置の駆動素子と して用いる こ と によ り 、 大面積化が容易 であ り 、 優れた性能を有する低価格な液晶表示装置を得 る こ とができ る よ う にな っ た。
    [0021] 又さ ら に別の発明に係 る F E T素子は、 ソ ース電極 と ド レ イ ン電極に挟 まれた領域を、 溶剤可溶な前駆体か ら 得 られる 7Γ —共役系高分子で形成する半導体層 と、 上記 溶剤可溶な前駆体か ら 7Γ -共役系高分子を得る反応にお いて、 酸を供与する酸供与膜 との積層膜 とする こ と に よ り 、 7Γ -共役系高分子前駆体膜を ； r 一共役系高分子膜に 効率良 く 変える こ とができ、 ゲー ト 電圧に よ っ て ソ ー ス • ド レ イ ン間電流をよ り 大き く 変調さ せる こ とができ る よ つ に 7よ つ 0
    [0022] 図面の簡単な説明
    [0023] 第 1 図は本発明に よ る F E T素子の一実施例を示す断 面図、 第 2 図は本発明によ る液晶表示装置の一実施例の 一画素に相当する部分を示す断面図、 第 3 図 と第 4 図は それぞれ本発明に よ る F E T素子の他の実施例を示す断 面図、 第 5 図は本発明に よ る液晶表示装置の他の実施例 の一画素に相当する部分を示す断面図、 第 6 図は、 実施 例 1 の F E T素子の各ゲー ト 電圧における ソ ー ス · ド レ イ ン間電流— ソ ー ス ' ド レ イ ン間電圧特性図、 第 7 図， 第 8 図， および第 9 図はそれぞれ実施例 2 , 実施例 3 , および実施例 4 における同特性図、 第 1 0図は実施例 1 , 実施例 4 の各 F E T素子と比較例の F E T素子の一 50 V の ソ ー ス · ド レ イ ン間電圧を印加 した状態における ソ 一 ス · ド レ イ ン間電流一 ゲー ト電 E特性図、 第 1 1図は実施 例 2 , 実施例 3 の各 F E T素子と比較例の F E T素子の 同特性図、 第 12図は実施例 5 の液晶表示装置中の F E T 素子の各ゲ一 ト電圧における ソ ース · ド レイ ン間電流一 ソ ー ス . ド レ イ ン間電圧特性図、 第 1 3図， 第 1 4図は、 そ れぞれ実施例 6 , 実施例 7 における 同特性図、 第 15図は 従来のポ リ ア セ チ レ ンを半導体層 と して用いた F E T素 子を示す断面図、 第 1 6図は従来のポ リ （ N — メ チル ビ π ール） またはポ リ チォフ ェ ンを半導体層 と して用いた F E T素子を示す断面図である。
    [0024] なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
    [0025] 発明を実施する ための最良の形態
    [0026] 第 1 図は、 この発明によ る F E T素子の一例を示す構 成図であ る。 図中、 1 は基板、 2 は基板 1 上に設け られ たゲー ト電極、 3 は絶縁膜、 4 は半導体層 と して働 く 7Γ 一共役系高分子膜又はその L B膜、 5 お よび 6 はそれぞ れソ ースお よび ド レイ ン電極であ る。
    [0027] ま た、 第 2 図はこ の発明によ る液晶表示装置の一例を 示す断面図であ る。 こ の図において、 1 は基板、 2 は基 板 1 の片側に設け られたゲー ト 電極、 3 は基板 1 お よ び ゲー ト 電極 2 上に設け られた絶縁膜、 5 は絶縁膜 3 上に 設け られた ソ ース電極、 6 は同 じ く 絶縁膜 3 上に ソ ース 電極 5 と分離 して設け られた ド レ イ ン電極、 4 は絶縁膜 3 , ソ ース電極 5 , お よ び ド レイ ン電極 6 上に設け られ ソ ー ス電極 5 と ド レイ ン電極 6 にそれぞれ接触する 7Γ — 共役系高分子又はそ の L B膜力、 らな る半導体層であ り 、 こ れ ら 2 ない し 6 は液晶表示装置の内、 F E T素子の部 分 1 1であ る。 ま た、 7 は F E T素子 1 1の ド レ イ ン電極 6 と接続 した電極、 8 は液晶層、 9 は透明電極、 1 0は偏光 板付き ガラ ス板であ る。 電極 7 お よ び電極 9 には配向処 理を施 している。 上記 7 ない し 1 0は液晶表示装置の内、 液晶表示の部分 1 2であ る。
    [0028] こ こ で こ の発明に よ る F E T素子お よ び液晶表示装置 に用いる材料と しては、 以下に述べる も のがあ る。
    [0029] 基板 1 は絶縁性の材料であればいずれ も使用可能であ り 、 具体的には、 ガラ ス， アル ミ ナ焼結体やポ リ イ ミ ド フ イ ノレ ム， ポ リ エ ス テ ル フ ィ ノレ ム ， ポ リ エチ レ ン フ ィ ル 厶 ， ポ リ フ エ 二 レ ン ス ゾレ フ イ ド膜， ポ リ ノ、。 ラ キ シ レ ン 膜 な どの各種絶縁性プラ スチ ッ ク な どが使用可能であ る。 ま た、 液晶表示装置の場合には基板 1 と しては透明であ る こ とが好ま しい。
    [0030] ゲー ト 電極 2 , ソ ー ス電極 5 およ び ド レ イ ン電極 6 と しては、 金， 白金， ク ロ ム， ノ、。ラ ジウ ム， アル ミ ニ ウ ム， イ ン ジウ ム， モ リ ブデン等の金属や、 低抵抗ポ リ シ リ コ ン， 低抵抗アモルフ ァ ス シ リ コ ン， 錫酸化物， 酸化イ ン ジゥ ム， イ ン ジウ ム ， 錫酸化物 （ I T O ) 等を用いる の が一般的であ るが、 勿論これらの材料に限 られる訳では な く 、 またこ れ らの材料を 2 種以上用いて も差 し支えな い。 こ こ でこ れ ら電極を設ける方法と しては、 蒸着， ス パ ッ タ リ ン グ， め っ き， 各種 C V D成長等の方法がある。 更に導電性の有機系低分子化合物や 7： -共役系高分子を 用いて も差 し支え.ない。 その場合は L B法も適用可能で め る。
    [0031] なお、 第 1 図に示す F E T素子や、 第 2 図に示す F E T素子を駆動部 とする液晶表示装置においては、 p 型シ リ コ ンゃ n型シ リ コ ンをゲー ト電極 2 と基板 I を兼ねて 用いて も よ い。 こ の場合には、 基板 1 を省略する こ とが でき る。 また、 こ の場合には p 型シ リ コ ンや n 型シ リ コ ンの体積固有抵抗率は幾らで も良いが、 実用上は半導体 層 と して用いる 7Γ —共役系高分子膜 4 のそれよ り も小さ いこ とが好ま しい。 また、 F E T素子の使用 目 的に応じ て、 ゲー ト電極 2 と基板 1 を兼ね、 ステ ン レ ス板， 銅板 な どの導電性の板またはフ ィ ルムを用いる こ と も可能で の る。
    [0032] また絶縁膜 3 と しては絶縁性の も のであれば、 無機， 有機のいずれの材料でも使用可能であ り 、 一般的には酸 化シ リ コ ン （ S i 0 2 ) , 窒化シ リ コ ン， 酸化アル ミ ニウ ム， ポ リ エチ レ ン， ポ リ エステル， ポ リ イ ミ ド， ポ リ フ エ 二 レ ン ス ル フ イ ド， ポ リ パラ キ シ レ ン， ポ リ ア ク リ ロ ニ ト リ ル， 各種絶縁性 L B膜等が用 い られる。 勿論、 こ れ ら の材料を 2 つ以上併せて用いて も良い。 こ れ ら の絶縁膜 の作製方法 と しては特に制限はな く 、 例えば C V D 法， プラ ズマ C V D 法， プラ ズマ重合法， 蒸着法， ス ピ ン コ —テ ィ ン グ法， デイ ツ ビ ン グ法， ク ラ ス タ ーイ オ ン ビー 厶蒸着法， L B 法な どが挙げ られるがいずれ も使用可能 であ る。 ま た、 p 型 シ リ コ ンや n 型シ リ コ ンをゲー ト 電 極 2 と基板 1 を兼ねて用いる場合には、 絶縁膜 3 と して は シ リ コ ン の熱酸化法等によ っ て得 られる酸化シ リ コ ン 膜が好んで用 い られる。
    [0033] 液晶表示装置の内、 液晶表示部 1 2において F E T素子 の ド レ イ ン電極 6 と短絡 した電極 7 は充分な電導度を有 し、 液晶に不溶であ る も のな らばなんで も良 く 、 金， 白 金， ク ロ ム， アル ミ ニウ ムな どの金属や錫酸化物， 酸化 イ ン ジ ウ ム， イ ン ジ ウ ム · 錫酸化物 （ I T 〇） な どの透 明電極、 あ る いは導電性を有する有機系高分子を用 いて も良い。 勿論、 こ れ らの材料を 2 つ以上組み合わせて用 いて も良い。 ガラ ス板 1 0上の電.極 9 と しては錫酸化物， 酸化イ ン ジ ウ ム · 錫酸化物 （ I Τ 0 ) な どの透明電極を 用いる のが一般的であ る。 ま た、 適度の透明度を有する 導電性有機系高分子を用いて も良い。 あ る いは こ れ ら の 材料を 2 つ以上併せて用いて も良い。 ただ し、 こ れ ら電 極 7 お よび電極 9 には、 S iひ 2の斜め蒸着またはラ ビン グ 等の配向処理を施 してお く 必要があ る。 液晶層 8 にはゲ ス ト · ホ ス ト型液晶， T N型液晶， ま たはス メ ク チ ッ ク
    [0034] C相液晶等の液晶が用レ、 られるが、 基板 1 においてガラ スを用い、 電極 7 に透明電極を用いる場合には、 基板 1 に偏光板を取り 付ける こ とによ り コ ン ト ラ ス ト比が上が る。 偏光板付きガラ ス板 1 0の偏光板は偏光する も のであ ればなんで も良い o
    [0035] また、 半導体層と して働 く 7Γ —共役系高分子膜又はそ の L B膜 4 の材料と しては、 その 7Γ —共役系高分子の前 駆体が溶剤に可溶であれば使用可能であ り 、 2 種以上を 併せて用いて も良い。 また前駆体の L B膜の作製には、 両親媒性を有している も のが好んで用 い られる。 7 _共 役系高分子の前囅体が溶剤に可溶であ る も のの内、 特に 一般式（1)
    [0036]
    [0037] (但し、 R , および R 2 は— H , アルキル基， アルコキ シ基の内の一種、 n は 1 0以上の整数） で表される 7Γ —共 役系高分子が F E T素子の特性上優れている。 更に、 π 一共役系高分子前駆体の合成の容易 さか ら、 R , およ び R 2 がー Ηの 7Γ —共役系高分子が好んで用い られる。 こ こ で溶剤 と は、 各種有機溶媒， 水、 お よびそれらの混合 さ れた も のをい う 。
    [0038] 特に前駆体の L B膜の作製には、 水よ り も比重が軽 く 水に溶けに く く 、 かつ蒸発 しやすい有機溶媒が好んで用 レ、 られる。
    [0039] 次に一般式（1)において、 R , お よ び R 2 が共に 一 Hで あ る 7Γ —共役系高分子の前駆体について説明する。 一般 式（1 )において、 R , お よ び R 2 が共に 一 Hであ る 7Γ —共 役系高分子の前駆体 と しては、 一般式（2)
    [0040]
    [0041] (但 し、 R 3 は炭素数 1 〜 1 0の炭化水素基） で表さ れる も のが保存安定性の観点か ら好んで用 い られる。 こ こ で 、 一般式（2)の中の R 3 と しては、 炭素数 1 〜 1 0の炭化水 素基であればいずれ も使用可能であ り 、 例えば メ チル， ェチル， プロ ピル， イ ソ プロ ピル， n — プチノレ， 2 — ェ チルへキ シ ル， シ ク πへキ シル基等が挙げ られるが、 炭 素数 1 〜 6 の炭化水素基、 特に メ チル、 ェチル基が実用 上好ま れる。 本発明に用い られる高分子前駆体の合成法 については、 特に制限はないが、 以下に述べる スルホ二 ゥ ム塩分解法に よ っ て得 られる高分子前駆体が、 安定性 の上か ら好ま しい。
    [0042] 一般式（2)をスルホニゥ 厶塩分解法に よ っ て得る場合の モ ノ マ と しては、 般式（3)
    [0043] R 4
    [0044] S + - CH 2 C H - S + · 2 A一 (3)
    [0045] R s '
    [0046] (但し、 R 4 およ び R 5 は炭素数 ！ 〜 1 0の炭化水素基、 A - は^"イ オ ン） で表される 2 , 5 - チ ェ二 レ ン ジアル キルスルホニゥ ム塩が用い られる。 こ こで一般式（3)中の R 4 およ び R 5 と しては、 炭素数 1 〜 1 0の炭化水素基で あればいずれも使用可能であ り 、 例えばメ チル， ェチル， プロ ル， イ ソ プロ ピル， n — プチル， 2 —ェチルへキ シル， シク ロへキシル， ベン ジル基等が挙げ られるが、 炭素数 1 〜 6 の炭化水素基、 特に メ チル， ェチル基が好 んで用い られる。 対ィ ォ ン A — と しては特に制限がない が、 例えばハ ロ ゲ ン， 水酸基， 4 フ ッ 化ホウ素， 過塩素 酸， カ ルボン酸， スルホ ン酸イ オ ン等が挙げ られるが、 そのなかで も塩素， 臭素等のハロ ゲンおよ び水酸基ィ ォ ンが好ま しい。
    [0047] —股式は）を綰合重合 して一般式（2)を得る場合の溶媒と しては、 水, アルコ ール単独、 並びに水および/または ア ルコ ールを含む混合溶媒な どが用い られる。 縮合重合 させる場合には、 反応溶液はア ルカ リ 溶液であ る こ とが 好ま し く 、 ア ル力 リ 溶液 と しては p H 1 1以上の強い塩基 性溶液であ る こ とが好ま しい。 用レ、 られる ア ルカ リ と し ては、 水酸化ナ ト リ ゥ 厶， 水酸化力 リ ゥ ム， 水酸化カ ル シゥ ム， 第 4 級ア ンモニゥ 厶塩水酸化物， スルホニゥ 厶 塩水酸化物， 強塩基性イ オ ン交換樹脂 （ 0 H型） 等が挙 げ られるが、 特に水酸化ナ ト リ ウ ム， 水酸化カ リ ウ ム， 第 4 級ア ンモニ ゥ ム塩水酸化物， 強塩基性イ オ ン交換樹 脂が好んで用 い られる。
    [0048] スルホニゥ 厶塩が熱、 光、 特に紫外線， 強塩基性な ど の条件下では不安定であ る ために、 縮合重合の後、 徐々 に脱スルホニゥ 厶塩化が生 じ、 ア ル コ キ シ基への変換が 有効に行えな く な く ため、 縮合重合反応は比較的低温、 即ち、 °C以下、 特に 5 °C以下、 更に - 1 0 °C以下の温度で 反応を行う のが望ま しい。 反応時間は重合温度に よ り適 宜決めればよ く 、 特に限定さ れないが、 通常 1 0分〜 50時 間の範囲にあ る。
    [0049] ス ルホニゥ ム塩分解法に よれば、 重合後、 最初 に 7Γ — 共役系高分子の前駆体はスルホニ ゥ 厶塩、 即ち 一 S + ( A — ) を側鎖に有する高分子量
    [0050] s R 5
    [0051] の高分子電解質 （高分子スルホニゥ 厶塩） と して生成す るが、 スルホ二ゥ ム塩側鎖が溶液中のア ルコ ール （ R 3 0 H ) と反応 し、 アルコ ールのア ル コ キ シ基 〔（2)式中の 0 R 3 に相当する〕 が側鎖 とな る。 従っ て、 用 いる溶媒 は上記の R 3 〇 Hのアルコ ールを含むこ とが必要であ る， こ れ らのア ルコ ー ルは単独ま たは他の溶媒 と併用 して用 いて も良い。 混合 して用 いる溶媒はア ル コ ールに可溶で あれば特に制限はないが、 実用上水が好んで用 い られる， 混合溶媒を用いる と きの混合比についてはアルコ ールが 存在しておれば良いが、 アルコ ールは 5 重量パーセ ン 卜 以上であ るのが好ま しい。
    [0052] スルホニゥ ム側鎖をアルコ キシ基に置換する反応にお いては、 縮合重合後アルコ ールを含む溶媒中で縮合重合 温度よ り 高 く する こ とで、 有効にスルホニゥ ム側鎖をァ ルコキシ基に置換させる こ とができ る。 重合の溶媒が上 記アルコ ールを含む場合、 重合に引 き続いてアルコキシ 基の置換反応を行わせる こ とができ る。 一方、 重合の溶 媒が水な どで、 アルコ ールを含まない場合には、 重合後 アルコ ールを混合 して同様に行う こ とができ る。 アルコ キシ基への置換反応では、 反応速度の観点か ら 0 か ら 5 0 °Cが好ま し く 、 0 でか ら 25 °Cがよ り好ま しい。 アルコ キシ基を側鎖に有する高分子は、 一般的に用いた混合溶 媒に不溶であ る ので、 反応の進行と共に沈澱する。 従つ て反応時間は沈澱が充分生 じる まで行う のが効果てきで あ り 、 1 5分以上が好ま しいが、 収量の観点か らは 1 時間 以上が好ま しい。 こ のよ う に して側鎖にアルコキシ基を 有する - 共役系高分子前駆体は沈澱生成物をろ過する こ と によ って分離される。
    [0053] 塗布性の高い 7Γ - 共役系高分子前駆体を得る ためには 分子量が充分大きいこ とが好ま し く 、 少な く と も一般式 (2)の 7Γ - 共役系高分子前駆体の繰 り 返 し単位 n を 1 0以上 好ま し く は 20ない し 5 00 00を有する も の、 例えば分画分 子量 35 00以上の透析膜に よ る透析処理で透析さ れない分 子量を有する よ う な ものが効果的に用い られる。
    [0054] 一般式（2)で しめ さ れる ア ル コ キ シ基な どの脱離基 側 鎖に有する ； r -共役系高分子前駆体は溶解性に優れ、 多 く の有機溶媒に可溶であ り 、 こ れ らの有機溶媒 と しては ジ メ チルホルムア ミ ド， ジ メ チルァ セ ト ア ミ ド， ジ メ チ ルス ルホキ シ ド， ジォキサ ン， ク ロ 口 ホ ルム， テ ト ラ ヒ ドロ フ ラ ン等が挙げ られる。
    [0055] 又前駆体の L B膜の作製には、 水よ り も比重が軽 く 、 水に溶けに く く 、 かつ蒸発 しやすい有機溶媒が好 ま しレ、。
    [0056] 本発明において用 い られる 7Γ -共役系高分子前駆体薄 膜を得る方法 と しては、. 溶剤に溶か した 7Γ —共役系高分 子前駆体溶液を用いて、 ス ピ ン コ ー ト 法， キ ャ ス ト 法， デイ ツ ビ ン グ法, ハ'' '一 コ ー ト 法， α —ルコ ー ト 法等が用 い られる。 その後、 溶剤を蒸発 させて 7Γ -共役系高分子 前駆体薄膜を得、 こ の 7Γ -共役系高分子前駆体薄膜を加 熱する こ と に よ っ て半導体を して働 く Γ -共役系高分子 膜を得る。 7Γ —共役系高分子前駆体薄膜を加熱する こ と に よ っ て、 7Γ —共役系高分子膜にする と き の加熱条件と しては特に制限がないが、 実用.上 20 CTC以上、 3 00て以 下で、 不活性気体雰囲気下で行う こ とが望ま しい。 勿論、
    [0057] 20 0て以下の加熱において も、 7Γ -共役系高分子前駆体 薄膜を 一共役系高分子膜にする こ と は可能であ る。 ま た、 H C 1 や H B r な どのプロ ト ン酸を含む不活性気体 雰囲気下で加熱する と、 Γ 一共役系高分子前駆体薄膜か ら 7Γ -共役系高分子薄膜への変換がス ム ー ズに進む場合 が多い。
    [0058] 一方本発明において用い られる 7Γ —共役系高分子前駆 体の L B膜を得る方法と しては、 純粋ま たは塩の水溶液 等をサブフ エ イ ズと し溶剤に溶か した —共役系高分子 前駆体溶液を展開液と して用いて、 Ku hn型 トラフ を用い た垂直浸漬法， 水平付着法， およびム一 ビ ン グウ ォ ール 型 ト ラ フ を用 いた L B膜作製法等に よ る L B 法を用い、 基板に堆積する。 その後、 水分を蒸発させて乾燥した 7Γ 一共役系高分子前駆体の L B膜を得、 こ の 7Γ —共役系高 分子前駆体の L B膜を加熱する こ とによ っ て半導体と し て働 く —共役系高分子の L B膜を得る。 一共役系高 分子前駆体の L B膜を加熱する こ と によ っ て、 7Γ —共役 系高分子の L E膜にする と きの加熱条件と しては特に制 限はないが、 実用上 200 eC以上、 300 °C以下で、 不活性 気体雰囲気下で行う こ とが望ま しい。 勿論、 200て以下 の加熱において も、 7Γ —共役系高分子前駆体の L B膜を 7Γ —共役系高分子の L B膜にする こ とは可能であ る。 ま た、 H C 1 や H B r な どのプロ ト ン酸を含む不活性気体 雰囲気下で加熱する と、 7Γ —共役系高分子前駆体の L B 膜か ら 7Γ —共役系高分子の L B膜への変換がス ムーズに 進む場合が多い。
    [0059] なお前駆体の L B膜の作製上、 7Γ -共役系高分子の前 駆体が溶剤可溶であ っ て も、 充分な両親媒性を有 してい ない場合には、 こ れをステア リ ン酸ゃァ ラ キ ジ ン酸な ど の良好な両親媒性化合物 と混合 して調整 した展開液を用 いて L B膜を作製する こ とが可能であ る。 ま たサブフ エ ィ ズ上の両親媒性化合物の単分子膜に上記 7Γ -共役系高 分子の前駆体を吸着させて L B膜を作製する こ とが可能 であ る。
    [0060] こ の よ う に、 7Γ —共役系高分子膜を、 従来の電解重合 等の よ う に直接 π -共役系高分子膜又はそ の L Β膜を作 る のではな く 、 最初に溶剤可溶な 7Γ —共役系高分子前駆 体を用 いて高分子前駆体膜又はその L B膜を作製 し、 こ れを 7Γ —共役系高分子膜又はその L Β膜に変える よ う に すれば、 7Γ -共役系高分子膜又はそ の L B膜を大面積基 板上に均一に作製する こ とが容易 とな る。
    [0061] 7： —共役系高分子は、 ドー ピ ン グ処理を施さ な て も 電導度は低い ものの、 一般的には半導体 と しての性質を 示す も のは多い。 しか し、 F Ε Τ素子の特性の向上のた めに、 しば しば ドー ピ ン グ処理が行われる。 こ の ド一ピ ン グの方法 と しては化学的方法と物理的方法があ る。 (工業材料， 34巻， 第 4 号， 55頁， 1 986年） 。 前者には ①気相か らの ドー ピ ング， ②液相か らの ド一ビ ン グ， ③ 電気化学的 ド一 ビ ン グ， ④光開始 ド一 ピ ン グ等の方法が あ り 、 後者ではイ オ ン注入法があ り 、 いずれ も使用可能 であ る。 次に、 第 3 図 と第 4 図はそれぞれ本発明によ る F E T 素子の他の実施例を示す断面図で、 13は第 3 図では 7Γ - 共役系高分子膜 4 上に積層 し、 第 4 図では基板 1 とゲ— 卜電極 2 上に積層 した も ので、 それぞれ 7Γ -共役系高分 子 4 の前駆体膜か ら π -共役系高分子膜への変換反応を 促進させる酸供与膜であ る。 第 3 図において、 7Γ —共役 系高分子膜 4 と酸供与膜 1 3の位置を交換し、 すなわち絶 緣膜 3 、 ソ ー ス電極 5 と ド レイ ン電極 6 上に酸供与膜 1 3 を積層 し、 酸供与膜 1 3上に 7Γ -共役系高分子膜を積層 し た構成と して も、 作製された F E T素子はゲー ト電圧の 印加に よ り 、 ソース ' ド レイ ン電流を制御する こ とがで ぎ る。
    [0062] 第 5 図は本発明に よ る液晶表示装置の他の実施例を示 す断面図で、 13は 7Γ —共役系高分子膜 4 上に積層 し、 π 一共役高分子 4 の前駆体膜か ら π -共役系高分子への変 換反応を促進させる酸供与膜であ る。
    [0063] 第 3 図， 第 4 図及び第 5 図におけるその他の部分は、 上述した第 1 図及び第 2 図の相当部分と同様な ものであ り 、 作製法も同様であ る。
    [0064] 酸供与層 1 3は、 7Γ —共役系高分子前駆体か ら 7Γ —共役 系高分子 4 への変換反応を促進させる ための酸を洪与す る も のであれば良 く 、 特に制限はない。
    [0065] 但し、 F E T素子特性上、 酸供与膜自体は絶縁体であ あ る方が望ま しい。 例えば、 ポ リ イ ミ ドフ ィ ル厶， ポ リ エ ス テ ノレ フ イ ノレ ム ， ' ポ リ エ チ レ ン フ ィ ゾレ ム , ポ リ フ エ二 レ ン ス ノレ フ ィ ド フ ィ ル ム， ポ リ ノく ラ キ シ レ ン フ ィ ル ム等 を用いた酸含浸高分子膜、 ル イ ス酸 ' ア ミ ン錯体， 第三 ア ミ ン類， ルイ ス酸ジァ ゾニゥ 厶塩. ルイ ス酸ジァ リ ル ィ ォ ドニゥ ム塩， ルイ ス酸スルホ二ゥ ム塩等の酸発生剤 を含有 した上記高分子膜， p —キ シ リ レ ン 一 ビ ス （ ス ル ホニゥ ム ハ π ゲナイ ド） あ る いはその誘導体等反応に よ り 容易に酸を脱離する膜等があげ られる。 酸供与膜を 得る方法 と しては特に制限はないが、 例えば C V D 法、 プラ ズマ C V D法、 プラ ズマ重合法、 蒸着法、 ク ラ ス 夕 一イ オ ン ビーム蒸着法、 有機分子線ェ ピ夕 キ シ ャ ル成長 法、 ス ピ ン コ ーテ ィ ン グ法、 デイ ツ ビ ン グ法、 L B 法な どが挙げ られるがいずれ も使用可能であ る
    [0066] 以下、 一例 と して、 一般式（1)で表される π 一共役系高 分子を半導体層に用 い、 一般式（4)
    [0067]
    [0068] (但 し、 R 6 は、 — H , アルキル基， アル コ キ シ基の内 の一種、 n は 1 0以上の整数） で表 さ れる 7Γ —共役系高分 子を酸供与膜に用 いた も の について説明する。 一般式（4) は、 一般式（5)
    [0069] (但し、 R s は、 一 H , アルキル基， アル コキシ基の内 一種， R 7 及び R 8 は炭素数 1 〜 1 0の炭化水素基、 X - は B r , C 1 等のハロ ゲン、 n は 1 0以上の整数） で表さ れる 7Γ —共役系高分子前駆体を有する。 一般式（5)は水溶 性であ り 、 ス ピンコ ー ト法、 キャ ス ト法、 デイ ツ ビ ン グ 法、 ノく一 コ ー ト法、 ロ ールコ ー ト法等を用いて、 容易に 膜を形成でき る。 したがって半導体層 とな る π 一共役系 高分子薄膜前駆体 （一般式（2) ) と酸供与膜とな る 7Γ -共 役系高分子前駆体膜 （一般式 (5) ) か らなる積層膜を得る 方法と しては特に制限はないが、 溶剤に溶かした 7Γ —共 役高分子前駆体溶液を用いて、 ス ピ ン コ ー ト法， キ ャ ス ト法， デイ ツ ビ ン グ法， バー コ ー ト法， ロ ールコ ー ト法 等によ り 半導体とな る 7Γ -共役高分子前駆体膜 （一股式
    [0070] (2) ) を得、 溶剤を蒸発させた後、 上記同様の手法によ り 酸供与膜 （一般式（5) ) を積層するのが F Ε Τ素子作製上 好ま しい。 あ る いは上記の ご と く 酸供与膜 （一般式（5) ) を得た後に、 溶剤に溶かした 7Γ -共役系高分子前駆体溶 液を用いて、 ス ピ ン コ ー ト法， キ ャ ス ト法， デイ ツ ピ ン グ法， 、一 コ ー ト 法， ロ ールコ ー ト法等に よ り 半導体層 とな る ττ -共役系高分子前駆体膜 （一般式（2) ) を得、 積 層膜 と して も よ い。 も ち ろん、 上記積層は繰 り 返 し行つ て も構わない。 その後、 上記の ご と く 得 られた積層膜を 加熱する こ と に よ っ て、 半導体 と して働 く 71 —共役系高 分子膜 （一般式（1) ) と絶縁膜 （一般式（4) ) の積層膜を得 る。 7Γ -共役系高分子前駆体薄膜 （一般式（2) ) と酸供与 膜 （一般式（5) ) か らなる積層膜を加熱する こ と に よ っ て、 -共役系高分子膜 （一般式（1) ) と絶縁膜 （一般式 (4) ) か らな る積層膜を得る加熱条件 と しては特に制限はない が、 実用上 100て以上、 300て以下で、 不活性気体雰囲 気下で行 う 事が望ま しい。
    [0071] 上記の よ う に酸供与膜 と して 7Γ —共役系前駆体膜 （一 般式（5) ) を用 いた と き の酸供与法について説明する。 酸 供与層であ る 7Γ -共役系高分子前駆体膜 （一般式（5) ) は、 加熱に よ り 、 ；： 一共役系高分子 （一般式（4) ) へ変換 し、
    [0072] R τ
    [0073] そ の際に、 ス ルホニ ゥ ム （ ) 及び酸 （ H
    [0074] R 8
    [0075] X ) を脱離する。 こ の脱離 した酸が、 半導体層 とな る 7：
    [0076] -共役系高分子前駆体膜 （一般式 (2) ) へ拡散する こ と に よ り 酸が供与さ れる。 なお、 酸供与膜の う ち、 絶縁体の も のは、 F E T素子 において、 酸供与膜 と ゲー ト絶縁膜を兼ねる こ とがで き る （第 4 図） 。 こ の場合は、 F E T素子作製プロ セ スを 簡略化で き る。
    [0077] 上記の よ う に構成さ れた F E T素子並びに こ の F E T 素子を駆動素子とする液晶表示装置の動作機構について、 液晶表示装置の動作機構を述べる こ とによ って説明する。
    [0078] 動作機構については未だ不明の点が多いが、 7Γ -共役 系高分子膜又はその L B膜 4 と絶縁膜 3 の界面において、 π 一共役系高分子膜 4 又はその L Β膜側に形成した空乏 層の幅がゲ一 ト電極 2 と ソ ース電極 5 との間にかけた電 圧で制御され、 実効的なキヤ リ ヤ ーのチ ャ ネル断面積が 変化する ために ソ ース電極 5 と ド レ イ ン電極 6 の間を流 れる電流が変化する と考え られる。 こ の と き、 7Γ —共役 系高分子膜 4 又はその L Β膜と して電導度の低い ρ 型半 導体性しか持たせていない場合には、 ゲー ト電極 2 と し ては金属電極以外に Ρ型シ リ コ ンや η 型シ リ コ ン、 あ る いは導電性を有する有機系高分子な どの電導度の高い材 料を用いて も、 7Γ —共役系高分子膜 4 又はその L B膜中 に充分大きな幅の空乏層が形成されて電界効果が現れる と考え られる。
    [0079] 本発明の液晶表示装置において、 上記 F Ε Τ素子部 1 1 と液晶表示部 12は直列に接続されている。 一共役系高 分子膜 4 又はその L Β膜が ρ 型半導体性を示す場合には、 ソ ース電極 5 を基準と して透明電極 9 に負電圧を印加 し てお き、 ゲー ト 電極 2 に負電圧を印加する と、 液晶 8 力く 点灯する こ とになる。 これは上述したよ う に、 F Ε Τ素 子の ソ ー ス · ド レ イ ン電極間の抵抗がゲー ト電極 2 への 負電圧印加によ り 減少し、 液晶表示部 1 2に電圧がかかる ためであ る と考え られる。 一方、 ソ ー ス電極 5 を基準 と して透明電極 9 に負電圧を印加 した ま ま ゲー ト 電圧を切 る と、 液晶 8 は点灯 しな く な る。 これは F E T素子の ソ ー ス · ド レ イ ン電極間の抵抗が大き く な り 、 液晶表示部 1 2に電圧がかか らな く な るためであ る と考え られる。 以 上の よ う に、 本発明の液晶表示装置では、 付属 させた F E T素子に印加する ゲー ト 電圧を変える こ と に よ り 、 液 晶表示部 1 2の駆動を制御でき る。
    [0080] なお、 第 2 図では基板 1 上にゲー ト 電極 2 が設け られ ているが、 逆に、 基板上に 7Γ —共役系高分子膜又は L B 膜を設け、 その上に ソ ー ス電極及びこ の ソ ー ス電極 と分 離 して ド レ イ ン電極を設け、 上記ソ ー ス電極及び ド レ イ ン電極 との間に絶縁膜を介在させて、 絶縁膜上にゲー ト 電極を設けて も良い。 ま た、 基板上にゲー ト電極を設け、 絶縁膜を介在させて、 その上に 7Γ -共役系高分子膜又は L B膜を設け、 更にその上に ソ ース電極及びこ の ソ ー ス 電極 と分離 して ド レ イ ン電極を設けて も良い。 あ る いは ま た、 基板上に ソ ース電極及びこ の ソ ース電極 と分離 し て ド レ イ ン電極を設け、 こ の上に 7Γ —共役系高分子膜又 は L B膜を設け、 更に絶縁膜を介在させてゲー ト 電極を 設けて も良い。
    [0081] ま た第 3 図では半導体層 と な る 7Γ -共役系高分子膜 4 の上に酸供与膜 1 3が設け られているが、 逆に、 基板 1 上 にゲー ト 電極 2 を設け、 絶緣膜 3 を介在させて、 その上 にソース電極 5 及び ド レイ ン電極 6 を設け、 その上に酸 供与膜 1 3を設け、 その上に半導体層であ る 7Γ -共役系高 分子膜 4 を設けて も よい。 ある いはまた、 第 4 図に示す よ う に、 基板 1 上にゲー ト電極 2 を設け、 その上に酸供 与層 1 3を設けその上に ソ ース電極 5 及び ド レ イ ン電極 6 設け、 さ ら にその上に半導体層であ る 7Γ —共役系高分子 膜 4 を設け、 酸供与膜 1 3とゲー ト絶縁膜 3 を兼ねて使用 して も よい。 あ る いはまた、 基板 1 上にゲー ト電極 2 を 設け、 その上に絶縁膜 3 を兼ねた酸供与層 1 3を設け、 そ の上に半導体層であ る Γ —共役系高分子膜 4 を設け、 そ の上に ソ ース電極 5 及び ドレイ ン電極 6 を設けて も よい。
    [0082] あ るいはまた基板 1 上にゲー ト電極 2 を設け、 絶縁膜 3 を介在させて、 その上に 7Γ -共役系高分子膜 4 を設け、 その上に酸供与膜 1 3設け、 更にその上にソ ース電極 5 及 び ド レイ ン電極 6 を設けて も良い。 或はまた基板 1 上に ソ ース電極 5 及び ド レ イ ン電極 6 を設け、 こ の上に 7Γ — 共役系高分子膜 4 を設け、 さ らに酸供与膜 1 3を兼ねた絶 縁膜 3 を介在させて、 その上にゲー ト電極 2 を設けて も 良い。
    [0083] また、 第 2 図及び第 5 図の例では F E T素子部 1 1と液 晶表示部 1 2を同一基板上に作製したが、 こ れ らを別々 の 基板上に作製 した後接続して も良い。
    [0084] 以下具体的な実施例にて本発明を詳細に説明するが、 こ れに よ つ て本発明を限定する も のではない。 実施例 1
    [0085] 抵抗率が 4 〜 8 Ω cmであ る 3 イ ン チ n 型 シ リ コ ン扳を 酸素気流中で加熱 し、 厚さ 3000 A の酸化 シ リ コ ン膜で被 覆 した。 次に、 片側の酸化 シ リ コ ン膜上に通常の真空蒸 着法， フ ォ ト リ ン グラ フ ィ ー技術， 及 びエ ッ チ ン グ技術 を用 いて、 厚さ 200 A の ク ロ ム を下地 とす る厚 さ 300 A の金電極を 5 対設けた。 こ の 5 対の金電極は、 F E T素 子にお いて ソ ー ス電極 と ド レ イ ン電極 と して働 く 。 こ こ で一対の金電極の幅、 即ち チ ャ ネ ル幅は 2 mmであ り 、 両 電極の間隔、 即 ち チ ャ ネ ル長は 6 〃 m であ る よ う に し た。 こ の よ う に して作製 した基板を以下 F E T素子基板 と 呼 ぶ。
    [0086] 上記 F E T素子基板の温度及 び雰囲気温度を約 6 0 °C に設定 し、 次の化学構造か ら な る ポ リ （ 2 ,
    [0087]
    [0088] 5 一 チ ヱ 二 レ ン ビニ レ ン） 前駆体の約 2 wt ジ メ チ ルホ ル厶ア ミ ド （ D M F ) 溶液を用 いて、 ス ピ ン コ ー ト 法に て前駆体 フ ィ ルム を F E T素子基板上に得た。 こ の と き 、 ス ピナ一 の回転数は毎分 2000回転 と し た。 得 ら れた前駆 体 フ イ ル ム の膜厚は、 約 800 A であ っ た。
    [0089] 次に、 ポ リ （ 2 ， 5 — チ ヱ 二 レ ン ビニ レ ン ） 前駆体 フ ィ ルムで被覆 した F E T素子基板を赤外線ィ メ 一 ジ炉に て、 約 2 時間、 窒素気流下、 270 °Cの条件で加熱 した。 この結果、 前駆体フ ィ ルムの色は、 淡黄色から褐色に変 わっ た。 上記加熱処理によ って、 ポ リ （ 2 , 5 チ ェニ レ ン ビニ レ ン ） 前駆体フ ィ ル ム は ポ リ （ 2 , 5 — チ ヱ ニ レ ン ビニ レ ン） フ ィ ルムへ と変わ り 、 これに伴い、 赤外線
    [0090] H υ
    [0091] 吸収スぺ ク トルにおいて、 1590 cm — 1に— C = C — に基づ く 吸収が現れた。
    [0092] 次に、 上記のよ う に して得られたフ ィ ル厶で被覆 した F E T素子基板の他面の酸化シ リ コ ン膜を機械的に剝離 して、 裸の シ リ コ ン表面にガ リ ウ ム とイ ン ジウ ムの合金 を塗布 してォー ミ ッ ク接触を取っ た。
    [0093] 以上のよ う に して、 シ リ コ ン板自体が 5 個の F E T素 子の共通ゲー ト電極と して働き、 シ リ コ ン板上の酸化シ リ コ ン膜が 5 個の F E T素子の共通のゲ一 ト絶縁膜と し て働 く よ う に した。 こ の よ う に して、 第 I 図に示す F E T素子を得た。 こ こで 1 及び 2 は基板兼ゲー ト電極であ る シ リ コ ン板であ り 、 3 は絶縁膜であ る酸化シ リ コ ン膜、 4 は半導体層 と して働 く ポ リ （ 2 ， 5 —チ ェ二 レ ン ビニ レ ン） 前駆体膜から得られたポ リ （ 2 ， 5 —チ ェ二 レ ン ビニ レ ン） 膜、 5 及び 6 はそれぞれソ ース及び ド レイ ン 電極 と して働 く 金膜であ る。
    [0094] 実施例 2
    [0095] 実施例 1 で作製 した F E T素子基板を用いる。 サブフ エ イ ズ （水） の温度を約 2CTCに設定 し、 次の化学構造力、 らな る ポ リ （ 2 ,
    [0096]
    [0097] 5 — チ ェ二 レ ン ビニ レ ン ） 前駆体の約 2 wt% ジ メ チ ルホ ル ム ア ミ ド （ D M F ) 溶液 0. 5 7 ^と ク ロ ロ ホ ノレ ム 9. 5 を混合 した溶液を展開液 と して用 いて、 Kuhn型 ト ラ フ に よ る垂直浸漬法にて前駆体の L B膜を上記 F E T素子基 板上を得た。 こ の と き表面圧 は 20mNZ m と した。 得 ら れた前駆体 L B膜の層数は、 100層であ っ た。
    [0098] 次に、 ポ リ （ 2 ， 5 — チ ヱ二 レ ン ビニ レ ン） 前駆体の
    [0099] L B膜で被覆 した F E T素子基板を赤外線ィ メ 一 ジ炉に て、 約 2 時間、 窒素気流下、 210°Cの条件で加熱処理 し た。 こ の結果、 前駆体 L B膜の色は、 淡黄色か ら褐色に 変わ っ た。 上記加熱処理に よ っ て、 ポ リ （ 2 , 5 — チ ェ 二 レ ン ビニ レ ン ） 前駆体の L B膜はポ リ （ 2 , 5 — チ ェ 二 レ ン ビニ レ ン） の L B膜へ と変わ り 、 こ れに伴い、 赤
    [0100] H H
    [0101] 外線吸収スぺ ク ト ルにおいて、 1.590CH1— 1に — C = C — に 基づ く 吸収が現れた。
    [0102] 次に、 上記の よ う に して得 られた L B膜で被覆 した F E T素子基板の他面の酸化シ リ コ ン膜を機械的に剝離 し て、 裸の シ リ コ ン表面にガ リ ウ ム と イ ン ジ ウ ムの合金を 塗布してォー ミ ッ ク接触を取っ た。
    [0103] 以上のよ う に して、 シ リ コ ン扳自体が 5 個の F E T素 子の共通ゲー ト電極と して働き、 シ レ コ ン扳上の酸化シ リ コ ン膜が 5 個の F E T素子の共通のゲー ト絶縁膜と し て働 ぐ よ う に した。 このよ う に して、 第 1 図に示す F E T素子を得た。 こ こで 1 及び 2 は基板兼ゲー ト電極であ る シ リ コ ン板であ り 、 3 は絶縁膜であ る酸化シ リ コ ン膜、 4 は半導体層 と して働 く ポ リ （ 2， 5 —チ ェ二 レ ン ビニ レ ン ） 前駆体の L B膜か ら得られたポ リ （ 2 , 5 —チ ェ 二 レ ン ビニ レ ン） の L B膜、 5 及び 6 はそれぞれソ ース 及び ド レイ ン電極と して働く 金膜であ る。
    [0104] 実施例 3
    [0105] 第 1 図に示す構造の F E T素子を得る ための、 実施例 2 とは異な る加熱処理を用いた他の実施例を以下に示す。 実施例 2 と同様に して、 L B法によ り 、 F E T素子基 板上にポ リ （ 2， 5 —チ ヱ二 レ ン ビニ レ ン） の L B膜 (100層） を得た。 ただ し、 この実施例では F E T素子基 板上の金電極を厚さ 200 Aの ク ロ ムを下地とする厚さ 3 ひ 0 Aの白金電極に代えてレ、る。
    [0106] 次に、 ポ リ （ 2 , 5 —チヱ二 レ ン ビニ レ ン ） 前駆体の L B膜で被覆した F E T素子基板を赤外線ィ メ 一ジ炉に て、 約 1. 5 時間、 塩化水素ガスを含む窒素気流下、 9CTC の条件で加熱処理 した。 こ の結果、 前駆体 L B膜の色は、 淡黄色か ら金属光沢を帯びた喑紫色に変わ っ た。 上記加 熱処理に よ っ て、 ポ リ （ 2 . 5 — チ ェ 二 レ ン ビニ レ ン ） 前駆体の L B膜はポ リ （ 2 , 5 — チ ェ 二 レ ン ビニ レ ン ） の L B膜へ と完全に変化 した。 こ れに伴い、 赤外線吸収
    [0107] H H
    [0108] ス ぺ ク ト ル に お いて、 1590 cm— 'に 一 C = C — に基づ く 吸 収が現れ、 1099 cm— 1の — C — 〇 — C
    [0109] 、 に基づ く と思われ る吸収が消失 した。
    [0110] 以下、 実施例 2 と同様に して、 シ リ コ ン板自体が 5 個 の F E T素子の共通ゲ一 ト 電極 と して働 き、 シ リ コ ン板 上の酸化 シ リ コ ン膜が 5 個の F E T素子の共通のゲー ト 絶縁膜 と して働 く よ う に し、 第 1 図に示す構造の F E T 素子を得た。 こ こ で 1 及び 2 は基板兼ゲー ト 電極であ る シ リ コ ン板であ り 、 3 は絶縁膜であ る酸化シ リ コ ン膜、 4 は半導体層 と して働 く ポ リ （ 2 , 5 — チ ェ 二 レ ン ヒ ニ レ ン） 前駆体の L B膜か ら得 られたポ リ （ 2 , 5 - チ ェ 二 レ ン ビニ レ ン ） の L B膜、 5 及び 6 はそれぞれ ソ ー ス 及び ド レ イ ン電極 と して働 く 白金膜での o
    [0111] 実施例 4
    [0112] 実施例 1 で用いた もの と同様の F E T素子基板の温度 及び雰囲気温度を約 60てに設定 し、 次の化学構造か らな る
    [0113]
    [0114] ポ リ （ 2 , 5 — チ ヱ 二 レ ン ビニ レ ン ） 前駆体の約 2 w t <¾ ジ メチルホルムア ミ ド （ D M F ) 溶液を用いてス ピ ンキ ヤ ス ト 法にて前駆体フ ィ ルムを F E T素子基板上に得た こ の と き、 ス ピナ一の回転数は毎分 2000回転と した。 得 られた前駆体フ ィ ルムの膜厚は、 約 800 Aであ っ た。 溶 媒をあ る程度蒸発させた後、 さ らに、 上記 F E T素子基 板の温度及び雰囲気度を約 60°Cに設定し、 次の化学構造 カヽ らな る
    [0115]
    [0116] ポ リ （ p — フ ヱニ レ ン ビニレ ン ） 前駆体の約 2 %水溶 液を用いてス ピ ンキャ ス ト 法にてポ リ （ p — フ ヱニ レ ン ビニ レ ン ） 前駆体フ イ ル ムをポ リ （ 2 , 5 —チ ヱ二 レ ン ビニ レ ン） 前駆体上に得た。 この と き、 ス ピナ一の回転 数は毎分 2000回転と した。 得られた前駆体フ ィ ル 厶 の膜 厚は 700 Aであ っ た。
    [0117] 次に、 ポ リ （ 2 , 5 —チ ヱ二 レ ン ビニ レ ン） 前駆体フ イ ルム とポ リ （ p — フ ヱニ レ ン ビニレ ン） 前駆体フ ィ ル ムの 2 層膜で被覆した F E T素子基板を赤外線ィ メ 一 ジ 炉にて、 窒素気流下、 210°Cの条件で約 2 時間加熱した この結果、 フ イ ルムの色は、 淡黄色から暗褐色ない し暗 紫色に変わ っ た。 上記加熱処理に よ っ て、 ポ リ （ 2 ， 5 一 チ ヱ二 レ ン ビニレ ン） 前駆体フ イ ル ム とポ リ '（ p — フ ェニ レ ン ビニ レ ン） 前駆体フ イ ルムか らな る積層膜は、 それぞれポ リ （ 2 , 5 — チ ェ二 レ ン ビニ レ ン ） フ ィ ル ム と ポ リ （ p — フ ヱニ レ ン ビニ レ ン） か らな る積層膜へ と 変わ り 、 こ れに伴い赤外線吸収スペ ク ト ルにおいて、 1 5 90 cm — 'に ポ リ （ 2 , 5 — チ ェ二 レ ン ビニ レ ン ） の C = C に基づ く 吸収が、 9 70 cm — 'にポ リ （ p — フ ヱニ レ ン ビニ レ ン ） の C = C に基づ く 吸収がそれぞれ現れた。 一方、 加熱処理に よ る反応中、 ポ リ （ 2 , 5 — チ ェ二 レ ン ビニ レ ン ） か ら成る半導体層以外の素子構成部には酸に よ る 腐蝕等の悪影響はなかつ た。
    [0118] 次に、 上記のよ う に して得 られた フ ィ ルムで被覆 した F E T素子基板の他面の酸化シ リ コ ン膜を機械的に剝離 して、 裸の シ リ コ ン表面にガ リ ウ ム とイ ン ジウ ムの合金 を塗布 してォー ミ ッ ク接触を取っ た。
    [0119] 以上の よ う に して シ リ コ ン板自体が 5 個の F E T素子 の共通のゲー ト 電極 と して働 き、 シ リ コ ン板上の酸化 シ リ コ ン膜が 5 個の F E T素子の共通のゲー ト絶縁膜 と し て働 く よ う に した。 こ の よ う に して、 第 3 図に示す F E T素子を得た。 こ こ で 1 及び 2 は基板兼ゲー ト 電極であ る シ リ コ ン板であ り 、 3 は絶縁膜であ る酸化シ リ コ ン膜、 4 は半導体層 と して働 く ポ リ （ 2 , 5 — チ ヱ二 レ ン ビニ レ ン ） 前駆体膜か ら得 られたポ リ （ 2 ， 5 — チ ェ二 レ ン ビニ レ ン ） 膜、 5 及び 6 はそれぞれ ソ ー ス及び ド レ イ ン 電極 と して働 く 金膜、 1 3は酸供与膜 と して働 く （ p — フ ェニレ ン ビニレ ン） 前駆体膜から得 られたボ リ （ p — フ ェニ レ ン ビニ レ ン） 膜である。
    [0120] 実施例 5
    [0121] 第 2 図に示す構造の液晶表示装置の作製法の一例を以 下に示す。 抵抗率が 4 〜 8 Ω onであ り 、 厚さ 300 mの n 型シ リ コ ン板 （ 25mm x 40讓 ） を熱酸化して厚さ約 900 Aの酸化膜 （ S i 0 2膜） を両面に形成さ せた。 こ の表面上 に第 2 図における ソ ース電極 5 , ド レ イ ン電極 6 , 及び 電極 7 となるべき金電極 （下地ク ロ ム 200 金 300 A ) を実施例 1 と同様に して設けた。 こ こ で ソ ー ス電極 5 及 び ド レ イ ン電極 6 は、 いずれも有効面積 2 mm X 4 mmであ り 、 3 z m幅で分離されている。 即ち、 F E T素子と し た と きにチ ヤ ネゾレ幅力 2 隱であ り 、 チ ヤ ネ ノレ長力 3 II m になる よ う に した。 また、 電極 7 は有効面積 1 7 X 1 9 mm2単 位である。 以下、 こ の基板を液晶表示装置基板 と呼ぶ。 ポ リ （ 2 , 5 —チ ヱ二 レ ン ビニ レ ン） 前駆体の約 2 wt % の D M F溶液を用いて、 実施例 1 と同様に して、 上記液 曰 表示装置基板上にポ リ （ 2 ， 5 —チ ェ二 レ ン ビニ レ ン） 前駆体フ ィ ルムを得た。
    [0122] 次に、 こ の液晶表示装置基盤の F E T素子部以外のポ リ （ 2 ， 5 — チ ヱ二 レ ン ビニ レ ン） 前駆体フ ィ ル厶を ク ロ ロ ホ ルムを用いて洗浄後、 こ の基板を赤外線イ メ ー ジ 炉を用いて、 約 1 %の塩化水素ガスを含む窒素気流中で 約 1 時間、 200 °Cで加熱した。 以上の操作によ り 、 F E T素子部のみポ リ （ 2 ， 5 — チ ヱ 二 レ ン ビニ レ ン） フ ィ ルムで被覆 し、 液晶表示装置の内、 第 2 図にお ける F E T素子部 11を完成させた。
    [0123] 次に、 液晶表示装置基板と こ れ と対向させる I T 0 9 を形成 したガラ ス板 10上に S i 02を斜め蒸着 し液晶の配向 が起こ る よ う に配向処理を施 した。 そ して、 液晶表示装 置基板 と こ れ と対向 させる I T 〇 9 を形成 したガラ ス板 10と の間に 10 m厚のポ リ エステル フ ィ ルムを液晶表示 部が開 口部 とな る よ う に一部分だけ残 しては さみ込み、 その周辺を同 じ く 一部分だけ残 してェポキ シ樹脂で封止 した。 そ して、 こ の未封止部分か らゲス ト · ホス ト液晶 (Merck 社製 商品名 ZLI 1841)を注入 してエポキ シ樹 脂で封止 し、 ガラ ス板 10上に偏光板をは り 合わせ、 液晶 表示装置の内、 液晶表示部 12を完成さ せた。
    [0124] 最後に、 液晶表示装置基板の裏面の S i 02の一部をはが し、 こ こ に ガ リ ウ ム と イ ン ジ ウ ム の合金を塗布 して、 ォ ー ミ ッ タ コ ン タ ク ト を取 り 、 こ れに銀ペー ス ト で リ ー ド 線を取 り 付けて、 液晶表示装置を完成させた。
    [0125] 実施例 6
    [0126] ポ リ （ 2 ， 5 — チ ェ二 レ ン ビニ レ ン） 前駆体の約 2 w t %の D M F 溶液 0. 5 と ク ロ 口 ホルム 9. 5 を混合 した 溶液を展開液 と して用いて、 実施例 1 と同様に して、 上 記液晶表示装置基板上にポ リ （ 2 , 5 — チ ェ二 レ ン ビニ レ ン ） 前駆体の L B膜 ( 100層） を得た。 次に、 こ の液晶表示装置基板の F E T素子部以外のポ リ （ 2， 5 — チ ェ二 レ ン ビニ レ ン） 前駆体の L B膜をク ロ ロ ホルムを用いて洗浄後、 こ の基板を赤外線イ メ ー ジ 炉を用 いて、 約 1 %の塩化水素ガスを含む窒素気流中で 1. 5 時間、 90°Cで加熱した。 以上の操作によ り 、 F E T 素子部のみポ リ （ 2， 5 —チ ェ二 レ ン ビニ レ ン） の L B 膜で被覆 し、 液晶表示装置の内、 第 2 図における F E T 素子部 11を完成させた。
    [0127] 次に、 液晶表示装置基板と これ と対向 させる I T 0 9 を形成 したガラ ス板 10上に S i 02を斜め蒸着 し液晶の配向 が起こ る よ う に配向処理を施した。 そ して、 液晶表示装 置基板と これと対向させる I T O 9 を形成 したガラ ス板 10との間に 10 m厚のポ リ エステルフ ィ ルムを液晶表示 部が開 口部 とな る よ う に一部分だけ残 してはさ み込み、 その周辺を同 じ く 一部分だけ残 してェ ピキシ樹脂で封止 した。 そ して、 こ の未封止部分か らゲス ト · ホス ト液晶 (Merck 社製 商品名 ZL 11841 )を注入 してエポキシ樹 脂で封止し、 ガラ ス板 10上に偏光板をは り 合わせ、 液晶 表示装置の内、 液晶表示部 12を完成させた。
    [0128] 最後に、 液晶表示装置基板の裏面の Si02の一部をはが し、 こ こ にガ リ ウ ム とイ ン ジウ ムの合金を塗布 して、 ォ ー ミ ッ ク コ ン タ ク ト を取り 、 これに銀ペース トで リ ー ド 線を取 り 付けて、 液晶表示装置を完成させた。
    [0129] 実施例 7 第 5 図に示す構造の液晶表示装置の作製法の一例を以 下に示す。 上記液晶表示装置基板上にポ リ （ 2 ， 5 - チ ヱ二 レ ン ビニ レ ン ） 前駆体の約 2 wt %の D M F 溶液を用 い、 実施例 4 と同様に してポ リ （ 2 , 5 — チ ェ二 レ ン ビ 二 レ ン ） 前駆体フ ィ ル ムを得た。 次に、 こ のポ リ （ 2 , 5 — チ ヱ二 レ ン ビニ レ ン ） 前駆体フ ィ ル ム上にポ リ （ ノ ラ — フ エ二 レ ン ビニ レ ン ） 前駆体の約 2 wt %の水溶液を 用 い、 実施例 4 と同様に してポ リ （パラ ー フ ヱニ レ ン ビ 二 レ ン ） 前駆体フ ィ ル ムを得た。 こ の液晶表示装置基板 の F E T素子部以外のポ リ （ 2 , 5 — チ ヱ 二 レ ン ビニ レ ン） 前駆体な ら びにポ リ （パラ ー フ ヱニ レ ン ビニ レ ン ） 前駆体フ ィ ル ムを ク ロ 口 ホ ル ムを用いて洗浄後、 こ の基 板を赤外線ィ メ 一 ジ炉を用 いて窒素気流中で約 1 時間、
    [0130] 200°Cで加熱 した。 以上の操作によ り 、 F E T素子部の みポ リ （ 2 , 5 — チ ヱ二 レ ン ビニ レ ン ） 及びポ リ （パラ 一 フ エ二 レ ン ビニ レ ン ） で被覆 し、 液晶表示装置の内第 5 図における F E B素子部 11を完成させた。 次いで、 実 施例 5 と同様の操作に よ り 、 液晶表示装置の内、 液晶表 示部 12を完成させた。 さ ら に、 実施例 5 と同様に、 液晶 表示装置を完成さ せた。
    [0131] 比較例
    [0132] 比較例の素子は前述の文献 （ Appl. Phys. Lett. , 49 巻 1210頁 1986年） に従っ て作製 した。 即ち、 75 の ァ セ ト ニ ト リ ノレ に、 モ ノ マ ー と し て 2 ， 2 ' — ジ チ オ フ ェ ンを 0. 15 g溶か し、 電界質と して過塩素酸テ ト ラエチ ルア ンモニゥ ムを 0.55 g溶か してこれを反応溶液と した こ の反応溶液に高純度窒素ガスを通気 して充分脱気 した 後、 これに実施例 1 で得た F E T素子基板を浸した。 次 に F E T素子基板上の 5 対の金電極を作用極と して対極 の白金電極 （ 10匪 X 20mm ) との間に一定電流 （ 100 A Zcrf ) を 480秒間流して電解重合を行い、 5 対の金電極 上及びその周辺の酸化シ リ コ ン膜上に厚さ約 1400 Aのポ リ チオフ ヱ ン膜を得た。 このポ リ チォフ ェ ン膜には電解 重合と同時に多量の過塩素酸イ オ ンが ドー ピ ン グされて いるため、 電解重合後、 ただちに 5 対の金電極の電位を 飽和力 口 メ ル電極に対して 0 Vに設定して脱 ドー ピン グ を行い、 ポ リ チォフ ニ ン膜に半導体程度の電導度を持た せた。 得られた F E T素子は、 ァセ トニ ト リ ルで 2 回洗 浄 した後、 真空デシケ一夕 に入れて乾燥させた。
    [0133] 次に、 実施例 1 〜 7 及び比較例によ って得られたデバ イ スの特性について述べる。
    [0134] まず、 実施例 1 にて得られた 5 個の F E T素子の内の —つの F E T素子の電気特性を第 6 図に示す。 こ の図に おいて、 横軸はソ ース ' ド レイ ン間電圧 （ V D s ) であ り 縦軸は ソ ー ス · ド レ イ ン間電流 （ I s ) であ る。 ゲー ト 電圧 ( V G ) 力 0 Vの時には、 V D sが大き く なつて も I s は殆ど流れないが、 負の V c を印加 した時には大き な I s が流れる よ う になる。 しか も、 V D sが大きな領域 では I s の飽和が観 られ、 典型的なェ ンハ ン ス型の電界 効果型 ト ラ ン ジス タ の電気特性が得 られた。 図か ら判る よ う に、 印加する ゲー ト電圧に よ っ て ソ ー ス · ド レ イ ン 間電流を大き く 変調させる こ とができ る。 第 6 図の特性 は作製 した 5 個の F E T素子の内の一つの素子の特性で あ るが、 残 り の F E T素子の特性について も測定 した と こ ろ第 6 図の特性 とほぼ同 じ特性を示 した。 ま た、 こ れ らの素子を空気中に約 1 ヶ月放置 した後、 再びその電気 特性を測定 した と こ ろ、 その特性は殆 ど変化せず本実施 例で得 られた素子が極めて安定性に優れる こ とが判つ た , 次に実施例 2 にて得 られた 5 個の F E T素子の内の一 つの F E T素子の電気特性及び実施例 3 にて得 られた 5 個の F E T素子の内の一つの F E T素子の電気特性をそ れぞれ第 7 図及び第 8 図に示す。 こ れ らの図において、 横軸は ソ ー ス · ド レ イ ン間電圧 （ V D s ) であ り 、 縦軸は ソ ー ス ' ド レ イ ン間電流 （ I s ) であ る。 ゲー ト 電圧 ( V G ) 力 0 Vの時には、 V D sが大き く な つ て も I s は 殆 ど流れな いが、 負の V G を印加 した時には大き な I s が流れる よ う にな る。 しか も、 V D sが大き な領域では 1 s の飽和が観 られ、 典型的なェ ンハ ン ス型の効果型 ト ラ ン ジス 夕 の電気特性が得 られた。 こ れ らの図か ら判る よ う に、 印加する ゲー ト 電圧に よ っ て ソ ース · ド レ イ ン間電 流を大き く 変調さ せる こ とができる。 第 7 図及び第 8 図 の特性はそれぞれの実施例にて作製 した 5 個の F E T素 子の内の一つの素子の特性であ るが、 残 り の F E T素子 の特性について も測定 した と こ ろ ^ 7 図及び第 8 図の特 性とほぼ同 じ特性を示 した。 また、 これらの素子を空気 中に約 1 ケ月放置 した後、 再びその電気特性を测定 した と こ ろ、 その特性は殆ど変化せず本実施例で得 られた素 子が極めて安定性に優れる こ とが判っ た。
    [0135] 第 9 図には、 実施例 4 で作製 した 5 個の F E T素子の 内の一つの F E T.素子の電気特性を示す。 こ の図におい て、 横軸は ソ ース · ド レ イ ン間て、、んあつ （ V D s ) であ り 、 縦軸は ソ ース · ド レイ ン間電流 （ I s ) である。 実施例 1 と同様典型的なェ ンハ ン ス型の電界効果型 ト ラ ン ジ ス 夕 の電気特性が得られた。 図か ら判る よ う に、 実施例 1 の第 6 図 と比較し、 印加する ゲー ト電 Eによ って ソ ー ス • ド レ イ ン間電流を大き く 変調でき る。
    [0136] 第 10図には実施例 1 及び実施例 4 で作製 した 5 個の F E T素子の内の一つの F E T素子と比較例において作製 した F E T素子の、 ソ ース ' ド レ イ ン間電圧一定 （一 50 V ) 条件下の ソ ース ' ド レ イ ン間電流一 ゲー ト 電圧特性 を示す。 こ の図において、 横軸はゲー ト電 E ( V G ) で あ り 、 縦軸は ソ ー ス · ド レ イ ン間電流 （ I s ) であ る。 第 1 0図か ら明 らかなよ う に、 実施例 1 で得られた F E T 素子においてはゲー ト電圧によ っ て変調でき る ソ ー ス · ド レ イ ン間電流は 4 桁以上に逢し、 さ らに実施例 4 で得 られた F E T素子においては、 変調でき る ソ ース . ド レ イ ン電流は 5 桁以上に達 したのに対 し、 比較例の従来 F E T素子では、 ゲー ト 電圧によ っ て変調でき る ソ ー ス ' ド レ イ ン間電流は 2 桁半にすぎない。 こ の よ う に、 実施 例 1 及び実施例 4 で得 られる F E T素子は従来 F E T素 子に比べ特性が大幅に向上 した。
    [0137] 次に第 11図は、 実施例 2 で作製 した 5 個の F E T素子 の内の一つの F E T素子と実施例 3 で作製 した 5 個の F E T素子の内の一つの F E T素子及び比較例において作 製 した F E T素子の、 ソ ース ' ド レイ ン間電圧一定（ 50 V ) の条件下の ソ ース ' ド レイ ン間電流— ゲー ト 電圧特 性を示す。 こ の図において、 横軸はゲー ト 電圧 （ V c ) であ り 、 縦軸は ソ ース · ド レイ ン間電流 （ I s ) であ る。 第 11図か ら明 らかな よ う に、 実施例 2 及び実施例 3 で得 られた F E T素子のおいてはゲー ト電圧に よ っ て変調で き る ソ ース · ド レ イ ン間電流は 4 桁以上に達 したのに対 し、 比較例の従来 F E T素子では、 ゲー ト 電圧に よ っ て 変調でき る ソ ース · ド レ イ ン間電流は 2 桁半にす ぎない。 こ のよ う に、 実施例 2 及び実施例 3 で得 られる F E T素 子は従来 F E T素子に比べ特性が大幅に向上 した。
    [0138] 第 12図は実施例 5 で得 られた液晶表示装置中の F E T 素子のゲ一 ト 電圧を変えた と き の ソ ース · ド レ イ ン間電 流— ソ ー ス · ド レ イ ン間電圧特性を示す特性図であ る。 こ の図において、 横軸は ソ ース · ド レ イ ン間電圧 （ V D s ) 縦軸は ソ ー ス · ド レ イ ン間電流 （ I s ) を示す。 図にお いて F E T素子のゲー ト電圧を ひ Vに している時には ソ ース電極と ド レ イ ン電極の間に電圧を印加 して も、 ツ ー ス ， ド レ イ ン間電流は殆ど流れないが、 負のゲー ト電 Ε を印加すればする ほ ど大きな ソ ース · ド レ イ ン間電流が 流れた。 こ の F Ε Τ素子と液晶表示部は直列に接続して いるため、 液晶表示部のガラ ス板 1 0上の透明電極 9 と F Ε Τ素子の ソ ース電極 5 の間に液晶 & を駆動するのに充 分な電圧を印加 しておき、 ゲー ト電極 2 に負電圧を印加 する と液晶表示部に電圧がかか り 、 液晶 8 が配向 して液
    [0139] 表示部が駆動 したが、 ゲー ト電 Εを 0 V にする と液晶 表示部に電圧がかからず、 液晶表示部の駆動は止ま った。 即ち、 液晶の駆動を、 付属させた 7Γ —共役系高分子膜を 半導体層 とする F E T素子で制御する こ とができた。 ま た、 安定性の面でも本実施例の液晶表示装置は 1 カ月以 上経過して も安定に動作 した。
    [0140] 第 1 3図は実施例 6 で得られた液晶表示装置中の F Ε Τ 素子のゲー ト電圧を変えた と きの ソ ース · ド レ イ ン間電 流一ソ ース · ド レイ ン間電圧特性を示す特性図である。
    [0141] こ の図において、 横軸は ソ ース ' ド レ イ ン間電圧 （ V D s ) 、 縦軸はソ ース ' ド レイ ン間電流 （ I s ) を示す。 図にお いて F E T素子のゲー ト電圧を 0 Vに している時にはソ ース電極と ド レ イ ン電極の間に電 Eを印加 して も、 ソ一 ス ' ド レイ ン間電流は殆 ど流れないが、 負のゲー ト電圧 を印加すればする ほ ど大きな ソ ース · ド レイ ン間電流力 流れた。 こ の F E T素子 と液晶表示部は直列に接続 して いる ため、 液晶表示部のガラ ス板 1 0上の透明電極 9 と F Ε Τ素子の ソ ース電極 5 の間に液晶 8 を駆動する のに充 分な電圧を印加 しておき、 ゲー ト電極 2 に負電圧を印加 する と液晶表示部に電圧がか り 、 液晶 8 が配向 して液晶 表示部が駆動 したが、 ゲー ト電圧を 0 Vにする と液晶表 示部に電圧がかか らず、 液晶表示部の駆動は止ま っ た。
    [0142] 即ち、 液晶駆動を、 付属 させた 7Γ —共役系高分子の L B 膜を半導体層 とする F E T素子で制御する こ とができ た。 ま た、 安定性の面で も本実施例の液晶表示装置は 1 力月 以上経過 して も安定に動作 した。
    [0143] 第 1 4図は実施例 7 で得られた液晶表示装置中の F Ε Τ 素子のゲー ト 電圧を変えた と き の ソ ース ' ド レ イ ン間電 流一 ソ ー ス · ド レ イ ン間電圧特性を示す特性図であ る。
    [0144] こ の図において、 横軸は ソ ー ス · ド レ イ ン 間電圧 （ V D S ) 、 縦軸は ソ ー ス ， ド レ イ ン間電流 （ I s ) を示す。 図カヽ ら 判る よ う に、 実施例 5 の第 12図 と比べ、 ゲー ト 電圧を印 加 した と き の ソ ース · ド レ イ ン間電流値が大き く な り 特 性が向上 した。 ま た、 実施例 5 と同様液晶の駆動を本 F E T素子で制御する こ とができ た。 ま た、 安定性 も実施 例 5 と同様であ っ た。
    [0145] なお実施例 5 〜 7 では F E T素子及び液晶表示部を一 つだけ作製 して液晶表示装置 と したが、 同様の手法用 い て複数の F E T素子及び液晶表示部を作製 して液晶表示 装置とする こ と も可能であ る。 ただし、 その場合はフ ォ ト レ ジス ト を用いたパターニ ン グな どの処理が必要であ る
    [0146] 産業上の利用可能性
    [0147] 以上のよ う に、 本発明は有機半導体を用いた電界効果 型 ト ラ ン ジス夕及びこれを用いた液晶表示装置に関する も のであ り 、 電界効果 ト ラ ン ジスタや、 それを駆動素子 とする液晶表示装置に適用 される。
    权利要求:
    Claims

    Iff 求 の 範 囲
    1. ソ ー ス電極， ド レ イ ン電極， ソ ー ス電極 と ド レ イ ン 電極間の電流通路であ り 、 かつ溶剤可溶な前駆体か ら得 られる 7Γ —共役系高分子で形成される半導体層、 こ の半 導体層に対向する絶縁膜、 及びこ の絶緣膜の上記半導体 層 と反対側に設け、 上記半導体層の電導度を印加する電 圧によ り 制御する ゲー ト 電極を備えた電界効果型 ト ラ ン ジ ス 夕 。
    2. 溶剤可溶な前駆体か ら得 られる 7Γ -共役系高分子は 一般式
    (但 し 、 R , 及び R 2 は一 H , ア ル キ ル基， ア ル コ キ シ 基の内の一種、 n は 1 0以上の整数） で表 さ れる も ので あ る 請求の範囲第 1 項記載の電界効果型 ト ラ ン ジ ス タ 3. ソ ー ス 電極， ド レ イ ン電極， ソ ー ス電極 と ド レ イ ン 電極間の電流通路であ り 、 ;6、つ溶剤可溶な前駆体の L B 膜か ら得 られな 7 —共役系高分子の L B膜で形成さ れる 半導体 の半導体層に対向する絶緣膜、 及びこ の絶 緣膜の上記半導体層 と反対側に設け、 上記半導体層の電 導度を印加する電圧によ り 制御する ゲー ト 電極を備えた 電界効果型 ト ラ ン ジ ス 夕 。
    斗.ソ ー ス電極 , ト" レ イ ン 電極， ソ ー ス電極 と ド レ イ ン電 極間の電流通路であ り、 かつ溶剤可溶な前駆体か ら得ら れる 71 —共役系高分子で形成される半導体層、 こ の半導 体層に接 し、 上記溶剤可溶な前駆体か ら 7Γ -共役系高分 子を得る反応において、 酸を供与する酸供与膜、 上記半 導体層に対向する絶縁膜、 及びこ の絶縁膜の上記半導体 層 と反対側に設け、 上記半導体層の電導度を印加する電
    EEによ り 制御する ゲー ト電極を備えた電界効果型 ト ラ ン ジス タ。
    5. 溶剤可溶な前駆体か ら得られる 7Γ —共役系高分子は 一般式
    (但し、 R i 及び R 2 は— H， アルキル基， アルコキシ 基の内の一種、 n は 10以上の整数） で表される ものであ る請求の範囲第 4 項記載の電界効果型 ト ラ ン ジス タ。
    6. 酸を供与 した膜は、 一般式
    (但 し、 R 6 は— H , アルキル基， アルコキ シ基の内の 一種、 n は 1 0以上の整数） で表さ れる 7Γ —共役系高分子 であ る請求の範囲第 4 項記載の電界効果型 ト ラ ン ジス夕
    7. ゲー ト絶縁膜が酸供与膜を兼ねている請求の範囲第 4 脊 ¾7 ¾ トラ-ノジ、スタ。
    8. ソ ー ス電極， ド レ イ ン電極， ソ ー ス電極と ド レ イ ン 電極間の電流通路であ り 、 かつ溶剤可溶な前駆体か ら得 られる 7Γ —共役系高分子で形成さ れる半導体層、 こ の半 導体層に対向する絶縁膜、 及びこ の絶縁膜の上記半導体 層 と反対側に設け、 上記半導体層の電導度を印加する 電 圧に よ り 制御する ゲー ト 電極を有する電界効果型 ト ラ ン ジス タ カ、 らなる駆動部、 並びに上記 ソ ー ス電極及び ド レ イ ン電極の内のいずれか一方 と直列に接続 し、 上記ゲ一 ト 電極に印加さ れる電圧を変化さ せる こ と によ り 制御さ れる液晶表示部を備えた液晶表示装置。
    9. ソ ー ス電極， ド レ イ ン電極， ソ ー ス電極 と ド レ .イ ン 電極間の電流迎路であ り 、 かつ溶剤可溶な前駆休の L Β 膜か ら得 られる π 一共役系高分子の L Β膜で形成さ れる 半導体層、 こ の半導体層に対向する絶緣膜、 及びこ の絶 縁膜の上記半導体層 と反対側に設け、 上記半導体層の電 導度も印加する電圧によ り 制御する ゲー ト電極を有する 電界効果型 ト ラ ン ジス タ か らな る駆動部、 並びに上記 ソ — ス電極及び ド レ イ ン電極の内のいずれか一方 と直列に 接続 し、 上記ゲー ト電極に印加 さ れる電圧を変化さ せる こ と に よ り 制御さ れる液晶表示部を備えた液晶表示装置
    1 0. ソ ー ス電極， ド レ イ ン電極， ソ ー ス電極と ド レ イ ン 電極間の電流通路であ り 、 かつ溶剤可溶な前駆体か ら得 られる ττ—共役系高分子で形成される半導体層、 こ の半 導体層に接し、 上記溶剤可溶な前駆体か ら 7Γ —共役系高 分子を得る反応において、 酸を供与する酸供与膜、 上記 半導体層に対向する絶縁膜、 及びこ の絶縁膜の上記半導 体層 と反対側に設け、 上記半導体層の電導度を印加する 電圧によ り 制御する ゲ一 ト電極を有する電界効果型 ト ラ ン ジス 夕か らなる駆動部、 並びに上記ソ ース電極及び ド レ イ ン電極の内のいずれか一方と直列に接続し、 上記ゲ ー ト電極に印加される電圧を変化させる こ とによ り 制御 される液晶表示部を備えた液晶表示装置。
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1990-07-26| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): JP US |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP417789||1989-01-10||
    JP1/4177||1989-01-10||US09/228,937| US6060333A|1989-01-10|1999-01-12|Method of making a liquid crystal display including a field effect transistor|
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